Химико-экологическая аналитическая лаборатория

Исследование качества воды в реке сразу после гибели рыбы показало, что в районе Ривервуда питьевая вода удовлетворяет требованиям АООС. Берутся ежечасные пробы воды, чтобы проследить за колебаниями содержания кислорода (содержание О₂важно для нормальной работы жабр). Сделаны анализы, чтобы найти вещества, отравившие рыбу.

Как анализировали воду в Ривервуде:

1. Очистка грязной воды

2. - фильтрование через песок и бумажный фильтр, сепарация (отделение воды от масла), адсорбция на древесном угле, перегонка (дистилляция), отгонка по бумажному жгуту, определение опалесценции и светорассеяния по Тиндалю.

3. Качественный анализ воды (на присутствие ионов):

4. - железа (роданид калия, покраснение роданида железа);

5. - кальция (уксусная кислота, оксалат натрия; осадок оксалата кальция)

6. - хлора (нитрат серебра, осадок хлорида серебра)

7. - сульфата (хлорид бария, осадок сульфата бария)

8. Определение жесткости воды. Гексаметафосфат натрия Na₆P₆O₁₈удаляет ионы жесткости путем включения их в состав растворимого аниона большего размера Са₂(P₆O₁₈)^-2

9. Определение, стала ли вода мягче, проводят двумя способами:

10. Реакция между катионом кальция и карбонат-анионом (сода кальцинир).Образуется осадок карбоната кальция.

11. Добавление мыла к воде и наблюдение, образовалась ли пена. Чем выше слой пены, те мягче вода.

Нашли, что: со времени предшествующих анализов значительно возросло содержание примесей селена, хотя его концентрация (0,008 млн^–1) все еще ниже предела в 0,01 млн^–1.

В следовых количествах селен необходим для жизни человека и животных. При попадании в организм в больших количествах он становится ядовитым, симптомы напоминают отравление мышьяком. Рекомендуемая доза селена для человека составляет 0,05–0,20 мг в день. Он содержится в спарже, пшенице, морепродуктах. Селен необходим для работы антиоксидантных ферментов.

Медицинская и санитарная комиссии аоос (Агентства по охране окружающей среды (аоос)

Санитарный врач: Предварительные исследования показали отсутствие непосредственной опасности для жителей города (другие животные не пострадали).

Биолог: Однако вся осмотренная рыба имеет неожиданные и загадочные признаки какой-то травмы биологического происхождения: кровоизлияния и небольшие пузыри под кожей вдоль всей боковой полосы.

Эколог: Главным источником селена является смыв почвы. Его концентрация в почве варьирует в зависимости от региона и определяется ее происхождением. Селенсодержащая почва около Ривервуда образовалась в результате вулканического извержения, которое в доисторические времена вынесло селен из глубин Земли на поверхность.

Химик-эколог: Газовая эмболия - незаразная болезнь, идентифицированная совсем недавно. Вызывается избытком растворенного в воде газа. У рыб симптомы болезни наблюдаются, если количество растворенных в воде газов, главным образом кислорода и азота,в суммедостигает 110-124% от насыщения. Вредного влияния на человека не обнаружено.

Наиболее опасным компонентом является избыточный растворенный азот. Организм рыб может частично компенсировать влияние избытка кислорода путем изменения эффективности его переноса гемоглобином, но для азота такие компенсирующие механизмы отсутствуют. Рыба погибает из-за того, что пересыщение газом вызывает образование газовых пузырьков в крови и тканях. Эти пузырьки часто образуются в кровеносных сосудах жабер и сердца. За срок от нескольких часов до нескольких дней после образования пузырьков наступает смерть, т.к. кровь перестает циркулировать в организме рыбы.

Надежным индикатором газовой эмболии является наличие в жабрах мертвых рыб пузырьков воздуха. Однако часто эти пузырьки после гибели рыб быстро исчезают, поэтому вскрытие и анализ надо производить быстро.

Пересыщение воды кислородом и азотом часто имеет место около плотин и ГЭС, т.е. там, где пропуск воды приводит к ее вспениванию и захвату большого количества воздуха. Около основания плотины вода может быть насыщена кислородом и азотом на 139% и даже в 90 км вниз по течению уровень насыщения все еще будет составлять 111%. Предел, установленный АООС, составляет 110%. Для предотвращения возможного пересыщения применяют специальные устройства, позволяющие сбрасывать воду более плавно.

резюме

Итак, тайна Ривервуда раскрыта. Ирония судьбы в том, что загрязнителем, вызвавшим гибель рыбы, стал избыток растворенных в воде обычных газов, а вовсе не токсинов. Однако водолазы хорошо знакомы с кессонной болезнью, возникающей, если человек, погрузившийся глубоко под воду, слишком быстро всплывает. Азот, растворенный в крови, выделяется в виде пузырьков. Т.о., вполне безвредные вещества могут при определенных условиях стать опасными. (Грязь - это вещество не на своем месте и не в свое время!)

Было ли проведение многочисленных анализов воды в реке бесполезной тратой времени и денег? Конечно, нет. Хотя они и не дали прямого ответа на вопрос о причинах гибели рыбы, эти изменения позволили отвергнуть ряд вполне вероятных причин и, следовательно, сузить область поиска. В науке отрицательный результат так же ценен, как и положительный.

В данном случае одна неожиданная находка может послужить сигналом «раннего предупреждения» о возможной опасности: за последние месяцы в воде существенно возросла концентрация селена. Хотя это и не было причиной гибели рыбы, такая тенденция настораживает. Было бы обнаружено это явление, если бы не гибель рыбы? Возможно. Хотя часто случается, что поиски решения одной научной или технической проблемы приводят к решению совсем другой. Поэтому и интересно заниматься наукой.

NB: КАК ВАЖНЫ РАЗНОСТОРОННИЕ ЗНАНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА СИТУАЦИИ!

Как анализировали воду в Ривервуде

1. Очистка грязной воды

- фильтрование через песок и бумажный фильтр, сепарация (отделение воды от масла), адсорбция на древесном угле, перегонка (дистилляция), отгонка по бумажному жгуту, определение опалесценции и светорассеяния по Тиндалю.

2. Качественный анализ воды (на присутствие ионов):

- железа (роданид калия, покраснение роданида железа);

- кальция (уксусная кислота, оксалат натрия; осадок оксалата кальция)

- хлора (нитрат серебра, осадок хлорида серебра)

- сульфата (хлорид бария, осадок сульфата бария)

3. Определение жесткости воды. Гексаметафосфат натрия Na₆P₆O₁₈удаляет ионы жесткости путем включения их в состав растворимого аниона большего размера Са₂(P₆O₁₈)^-2

Определение, стала ли вода мягче, проводят двумя способами:

- реакция между катионом кальция и карбонат-анионом (сода кальцинир).Образуется осадок карбоната кальция.

- добавление мыла к воде и наблюдение, образовалась ли пена. Чем выше слой пены, те мягче вода.